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松本 歩; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
Fiber-optic LIBS is expected to be used for the internal survey of damaged reactors in Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. Recently, we have demonstrated that the molecular emission from metal target in air is remarkably enhanced by a long-pulse laser. In this work, we investigated the oxidation process of ablated species with fast imaging of the plasma emission. In the case of normal pulse, the bright spot of emission region was close to the target surface and the plasma rapidly expanded to the horizontal direction. In the case of long pulse, the bright spot was apart from the target surface and the expansion speed was slower. This can allow the ambient air to flow into the plasma that facilitates the molecular formation. Such a condition is achieved by the gradual rise of long pulse.
宮部 昌文; Jung, K.; 大場 正規; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉作業では、様々なアクチノイド元素や核分裂生成物、原子炉材料が混在する燃料デブリや廃炉廃棄物の遠隔核種分析が必要となる。これらの物質中の核分裂性物質量は、保障措置や再臨界防止のために重要である。しかし分析作業者の被爆を抑えるには、従来の放射化学的な手法等に代わる新しい分析法の開発が必要である。我々はレーザーアブレーションを用いた吸収分光分析法(LAAS)の開発を行っている。この方法では、UやPuの同位体の吸収線に発振周波数を同調させたプローブレーザー光をアブレーションプルームに透過させ、その吸光度から同位体存在量を決定する。感度や同位体識別能力を高めるにはドップラー効果やシュタルク効果を抑える必要があり、そのためには、粒子の運動エネルギーや荷電粒子数を低減させる実験条件を調べる必要がある。このため、本研究ではガス中のアブレーション粒子の時間空間分布を様々な実験条件で観測した。得られた最適条件を用いて、UやPuの同位体スペクトルを測定し、LAASの分析性能を評価した。これにより、LAASが核燃料物質の分析に必要な分析性能を有することを確認した。
赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫
no journal, ,
レーザー誘起ブレークダウン発光分光(LIBS)による定量分析では、スペクトルの同定や解析に多くの労力を要する。更に、福島第一で発生した燃料デブリには核燃料物質以外にFPや構造材等、多くの種類の元素が含有される。それら全てをLIBSで分析するためには莫大な数の組合せの混合元素のデーターが必要になる。そこで、専門性の高いスペクトルの同定や解析を要しない手法として最小二乗法を用いたスペクトル解析法を導入し、元素組成分析の定量化と未知の組合せ元素のスペクトルの推定を試みた。その結果、良い直線性を持った検量線が得られるとともに、未知の組合せのスぺクトルの推定が可能であることを明らかにした。
西村 昭彦; 山田 知典; 柴田 卓弥; 古澤 彰憲; 竹仲 佑介*
no journal, ,
8年間にわたり敦賀地区で実施してきた人材育成の経験と成果を、2016年に福島県楢葉地区に開設した「楢葉遠隔技術開発センター」において展開する。全国の大学と高専から参加者を募集するため、原子力機構の夏期休暇実習制度を活用する。レーザー技術を中心として、これをロボットに融合させることを目的としてプログラムを企画した。2016年9月に10日間の取り組みを行った。2017年は、遠隔からのレーザー分光分析を主テーマとして、レーザー蒸発に関する3つの現象として、(1)発光元素分析、(2)プラズマ反力による発生する音響波による材料内部診断、(3)レーザー蒸発微小デブリのサンプリング、を取り上げる。加えて、レーザー発振器の基本構成についても学習を行い効果を高める。最終日には、参加者の体験発表と次年度以降のプログラムの見直しのためのアンケートを実施する。この成果は廃炉国際共同研究センターの発展に資するとともに敦賀レーザー共同研究所の活動推進にも還元される。
佐伯 盛久*; 蓬田 匠; 松村 大樹; 斉藤 拓巳*; 岡本 芳浩; 大場 弘則*
no journal, ,
強酸性溶液下におけるポリモリブデン酸の構造を、レーザーラマン分光法を用いて調べた。0.2-1.0Mの硝酸濃度領域において、ポリモリブデン酸のラマンスペクトルを取得した。0.2M HNO
の硝酸濃度では[Mo
O
(H
O)
]
、1.0 M HNOの硝酸濃度では[MoO
(HO)]
の構造に起因するラマンスペクトルが得られた。得られた一連のラマンスペクトルに対してケモメトリクスを行った結果、0.5M HNOの硝酸濃度で単一の中間体の存在が示唆された。X線吸収分光測定の結果を踏まえ、この中間体は[Mo
O
(HO)
]
であると帰属された。
若井田 育夫; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 大場 正規; 松本 歩; 宮部 昌文; 池田 裕二*; 作花 哲夫*; 平等 拓範*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉には、広範囲で基礎基盤的研究開発と実際の作業技術へのマッチングが求められており、日本原子力研究開発機構の廃炉国際共同研究センターは、その中心的な研究開発機関の一つである。事故炉内の迅速・簡便・高放射線環境下でのその場遠隔分析技術として、光による分析技術を基本とし、耐放射線性光ファイバーを活用したレーザー誘起発光分光法(LIBS)が有力な分析手法として挙げられる。光ファイバーLIBSを炉内デブリのその場分析技術として開発し、その基本特性を取得し、10kGy/hの放射線環境下でも利用可能であることを確認した。さらに、より高い信号を得るために、ロングパルスレーザーLIBS、マイクロ波支援LIBS、炉内でのマイクロチップレーザーLIBS技術を開発している。